Question

в алюминевом образце объемом 1 куб. м. имеется полость такого размера, что погружённый в воду образец парит в ней (не погружается на дно и не всплывает). Определите объем полости. Напишите решение с краткими комментариями

Answer 1

Для решения данной задачи, мы должны использовать понятие плавучести и архимедовой силы.

Архимедова сила определяется формулой F = плотность_жидкости * объем_вытесненной_жидкости * g, где:
- F - сила Архимеда,
- плотность_жидкости - плотность жидкости, в которой находится образец,
- объем_вытесненной_жидкости - объем жидкости, вытесненной образцом,
- g - ускорение свободного падения (примерно равно 9.8 м/с^2).

Рассмотрим ситуацию, когда образец парит в воде. Так как он не погружается на дно и не всплывает, то архимедова сила равна силе тяжести образца. Формула для силы тяжести: F = масса * g, где:
- F - сила тяжести,
- масса - масса образца,
- g - ускорение свободного падения (примерно равно 9.8 м/с^2).

Таким образом, архимедова сила равна силе тяжести:
плотность_жидкости * объем_вытесненной_жидкости * g = масса * g.

Отсюда объем_вытесненной_жидкости = масса / плотность_жидкости.

В нашем случае плотность воды примерно равна 1000 кг/м^3 (это значение можно найти в справочнике). Масса образца неизвестна, но мы знаем, что его объем равен 1 куб. метру.

Теперь можно записать и решить уравнение:
1 м^3 / 1000 кг/м^3 = масса / 1000 кг/м^3.

Масса образца равна объему образца, так как его плотность равна плотности воды:
масса = 1 кг.

Теперь подставим найденное значение массы образца в уравнение объема вытесненной жидкости:
объем_вытесненной_жидкости = масса / плотность_жидкости = 1 кг / 1000 кг/м^3 = 0.001 м^3.

Таким образом, объем полости равен 0.001 куб. метру.